(57)【要約】【課題】  ディスクＤの表面の塗布層の端部にスジが発生せず、上流端に厚塗りも発生せず、全面に厚みムラも発生せず、極めて良好な均一厚みの塗布層が得られるブレード塗布方法を提供する。【解決手段】塗布液を被塗布対象基板の表面にブレードによって塗布してそれに塗布層を形成するブレード塗布方法であって、大きな開口を有するマスクを前記基板に重ね合わせた状態で前記ブレードを前記基板と所定の間隔を保ちながら上流側から下流側へ相対移動させ、前記ブレードの上流側の液だまりに滞留する液量を前記ブレードで移動させながら該ブレードの下流のギャップから前記マスク上に塗布液を流出させて塗布層を層設する塗布方法において、前記ブレードの上流側の液だまりに滞留する液量を、前記ブレードの１ストロークで前記基板１枚に塗布される量の２倍〜５倍とするようにした。【選択図】  図７
2006218433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を平面基板の表面にブレードによって塗布して該平面基板上の塗布面に塗布層を形成するブレード塗布方法であって、該平面基板の周縁部位を除く全面に塗布液を塗布するための大きな開口を有するマスクを前記平面基板に重ね合わせた状態で前記ブレードを前記平面基板と所定の間隔を保ちながら上流側から下流側へ相対移動させ、前記ブレードの上流側の液だまりに滞留する液量を前記ブレードで移動させながら該ブレードの下流のギャップから前記マスク上に塗布液を流出させて塗布層を層設する塗布方法において、前記ブレードの上流側の液だまりに滞留する液量を、前記ブレードの１ストロークで前記平面基板１枚に塗布される量の２倍〜５倍とすることを特徴とするブレード塗布方法。
【請求項２】
前記被塗布体がプリンタブル光ディスクのプリンタブル面であることを特徴とする請求項１記載のブレード塗布方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のブレード塗布方法によってプリンタブル面の少なくとも一層が層設されたことを特徴とする光ディスク。
【請求項４】
被塗布体である平面基板を載置する被塗布体載置台と、該被塗布体載置台の上方で該被塗布体載置台と所定の間隔を保って上流側から下流側へ該被塗布体載置台と相対移動するブレードと、該ブレードの上流側に塗布液を吐出するノズルと、該ノズルから吐出する塗布液量を制御する塗布液量制御装置とを備えたブレード塗布装置において、
前記塗布液量制御装置が前記ノズルから吐出させる塗布液量を前記ブレードの１ストロークで前記平面基板１枚に塗布される量の２倍〜５倍とすることを特徴とするブレード塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面基板上に塗布液を塗布するブレード塗布方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、支持体上に塗布液を塗布する塗布方式としては、ロールコート，グラビアコート，エクストルージョンコートが知られている。
また、平面基板上に塗布液を塗布する塗布方式としては、特許文献１に示すようなブレード塗布方式が知られている。
【特許文献１】特開平５−２２０９６６号公報
【０００３】
図１は本発明が対象とするブレード塗布装置を示す斜視図、図２はブレードの拡大断面図である。
ブレード塗布装置１０は、平面基板上に塗布液を塗布して塗布層を形成するのに用いられ、平面基板の一例としてディスク状記録媒体（以下、ディスクという。）Ｄを被塗布部材とする。
ディスクＤは塗布液が塗布される塗布面を上にして支持部材４０（図３）によって支持されている。支持部材４０は上下方向に昇降駆動可能に構成されており、ディスクＤを該支持部材上に移載するとき、又は塗布後に支持部材から取り出すとき、塗布するとき等に、平面基板の上下位置を所定の位置に調整することができる構成である。
【０００４】
ディスクＤの上方には板状のマスク３０が設けられている。マスク３０には、ディスクＤの上面における塗布層を形成する塗布面Ｄ１を露出させる開口３０ａを有している。開口３０ａは直径が１２０ｍｍ程度の円形状に形成される。なお、開口３０ａの形状は、ディスクＤ上に形成される塗布層の形状に合わせた形状とすることができ、マスク３０の開口形状を適宜変更することによって、塗布層の形状は自由に設定できる。ディスクＤの塗布時には、支持されたディスクＤが、マスク３０の下面に重ね合わされるとともに、上方視においてディスクＤの外周縁がマスク３０の開口周縁に重ね合う状態で保持される。
【０００５】
マスク３０の上方にはブレード２０が設けられている。ブレード２０はステンレス材等の金属材料からなる長尺状の部材であり、特にＳＵＳ３１６のクロムの含有量以上のクロムの含有量とすることが好ましく、こうすることで耐磨耗性、耐腐食性、耐熱性、離型性をより一層向上させることができる。また、図２に示すように、ブレード２０は、長尺方向に対する垂直方向の断面形状が略台形状となるように形成されている。
【０００６】
ブレード塗布装置１０は、塗布液をマスク３０の上面に供給する塗布液供給手段６０を備えている。塗布液供給手段６０は、塗布前又は塗布ごとに、マスク３０の上面において、開口３０ａとブレード２０との間に所定の量の塗布液Ｐを供給する。
【０００７】
ブレード２０とマスク３０との間には、図２に示すように、隙間Ｇが形成され、塗布液Ｐはブレード２０の前側面２０ａにより流れが案内されるに伴い押圧されることで、隙間Ｇに押し込まれる。そして、塗布液Ｐが、塗布面Ｄ１に対向するブレード２０の下方端面に形成される押圧面２０ｂを距離Ｌにわたって通過することで、塗布液Ｐがマスク３０の開口３０ａ内に充填される。そして、図１に示すように、塗付時にはブレード２０が、前側面２０ａで塗布液Ｐを開口３０ａ側に押圧しつつ、マスク３０上をその面方向に沿って移動して、塗布面Ｄ１に塗布液Ｐが平坦に塗布されるようになる。
【０００８】
塗布液Ｐは、粘度が１５０ｃＰ〜８００ｃＰのものを用いることが好ましく、特に、粘度が２００ｃＰ〜７００ｃＰのものを用いることが好ましい。
【０００９】
ブレード２０の押圧面２０ｂと前側面２０ａとのなす角度αは、１１０°≦α≦１５０°の範囲に設定することが好ましく、また、ブレード２０の押圧面２０ｂと後側面２０ｃとのなす角度βは、６０°≦β＜１００°の範囲に設定することが好ましい。また、ブレード２０の押圧面２０ｂとマスク３０との隙間Ｇは、２０μｍ≦Ｇ≦１５０μｍの範囲とすることが好ましい。
【００１０】
次に、このブレード塗布装置１０を用いた塗布液の塗布方法を説明する。
図３は本発明に係る塗布方法の手順の前半を、図４は本発明に係る塗布方法の手順の後半をそれぞれ表した説明図である。
【００１１】
このブレード塗布方法では、ブレード２０が上述した範囲となるように真直度と中心線平均表面粗さとの少なくとも一方が上述した範囲を満たす条件のもとで、マスク３０の開口３０ａから露出されたディスクＤの塗布面Ｄ１に塗布液Ｐを塗布する。
【００１２】
まず、台状の支持部材４０上にディスクＤを配置し、図３（ａ）に示すように、支持部材４０を上昇させて、ディスクＤをマスク３０の開口３０ａに当接させる。
次いで、図３（ｂ）に示すように、マスクキャップ５０がディスクＤの中央孔Ｄ２に向かって下降し、最終的に図３（ｃ）に示すようにマスクキャップ５０がディスクＤの中央孔Ｄ２に挿着される。そして、図１に示す塗布液供給手段６０によりマスク３０の隅に塗布液Ｐを供給し、ブレード２０を矢印Ｙで示す方向に移動させる。
【００１３】
図４（ｄ）は移動開始後、開口３０ａに至る寸前の状態を示し、図４（ｅ）は開口３０ａを通過した後の状態をそれぞれ示している。
ブレード２０が図中右方から左方に移動させることで、ブレード２０がディスクＤの塗布面Ｄ１を塗布液Ｐと共に通過して、ディスクＤの塗布面Ｄ１に所定厚ｔ１の塗布液層が形成される。
次に、図４（ｆ）に示すように、マスクキャップ５０がディスクＤから引き出される。  これにより、ディスクＤの中央部には塗布液Ｐの塗布されない円形段部Ｄ２が形成されることとなる。そして、図４（ｇ）に示すように、支持部材４０が下降することによりマスク３０の開口３０ａからディスクＤが下方へと離反される。これにより、塗布面Ｄ１に塗布された塗布液Ｐは、マスク３０上の塗布液Ｐより分離される。この結果、ディスクＤの外周縁にはマスク３０に覆われていたことで、塗布液Ｐの塗布されていない非塗布部Ｄ３が形成されることとなる。
このようにして塗布液Ｐの塗布が完了したディスクＤは、支持部材４０から取り外され、図示しない次工程の塗布液乾燥工程等へと移送される。
【００１４】
図５はマスクからディスクＤを離す状態を示す図で、（ａ）は支持部材が上昇時、（ｂ）は支持部材が下降時をそれぞれ表わす斜視図である。ブレード塗布装置１０では、上下駆動可能な支持部材４０にディスクＤを支持させ、支持部材４０を駆動部材４０１によって上方位置まで駆動させ、ディスクＤの被塗布部以外の部分を開口４ａを有するマスク３０に重ね合わせた状態とし、マスク３０上に供給された塗布液Ｐを長尺形状のブレード２０をマスク３０上面で矢印Ｙ方向に移動させることで塗布液Ｐを掻き延ばし、開口３０ａから露出した被塗布部に塗布液Ｐを堆積させることでディスクＤ上に塗布液６の塗布層Ｐを形成するものである。
ディスクＤに塗布液を塗布した後は、マスクキャップ５０（図４（ｆ））を取り外した後、図５（ｂ）に示すように、支持部材４０を下方に降下させることで、塗布層Ｐが形成された平面基板Ｄをマスク３０から離す作業が行われる。
【００１５】
このような塗布方式は、例えば、ディスク状の基板を有する磁気記録媒体の製造工程で、基板上に印刷面をブレード塗布（又はドクターブレード塗布）によって形成する手段として適用することができる。図６はこのようなブレード２０とマスク３０を使った塗布方式でディスクを塗布した平面図であり、これを見ると、ディスクＤの全表面のうち、未塗布部分はわずかに中央部のＤ２部分と外周部のＤ３だけで、ほぼ１００％が塗布されていることになる。
このような印刷方法は他のスクリーン印刷では考えられない高開口率塗布であり、したがって１回のストロークで使用液量の消費量率が小さいスクリーン印刷では考えられない現象が、この高開口率マスクによるブレード塗布には現れた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このように高開口率マスクでブレード塗布されたディスク表面の塗布層を点検したところ、ある場合にはディスクＤの表面の塗布層の端部にスジが発生することがあったり、またある場合には上流端に厚塗りが発生したり、さらに別の場合には、全面に厚みムラが発生することに本出願人は気がついた。
そこで、その原因を追求したところ、最初に供給する塗布液量と１ストロークで消費する液量に相関関係があり、それに起因することを突き止めた。したがって、本発明はこれらの課題を解決するためになされたもので、ディスクＤの表面の塗布層の端部にスジが発生せず、上流端に厚塗りも発生せず、全面に厚みムラも発生せず、極めて良好な均一厚みの塗布層が得られるブレード塗布方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ブレード塗布方法に係り、塗布液を平面基板の表面にブレードによって塗布して該平面基板上の塗布面に塗布層を形成するブレード塗布方法であって、該平面基板の周縁部位を除く全面に塗布液を塗布するための大きな開口を有するマスクを前記平面基板に重ね合わせた状態で前記ブレードを前記平面基板と所定の間隔を保ちながら上流側から下流側へ相対移動させ、前記ブレードの上流側の液だまりに滞留する液量を前記ブレードで移動させながら該ブレードの下流のギャップから前記マスク上に塗布液を流出させて塗布層を層設する塗布方法において、前記ブレードの上流側の液だまりに滞留する液量を、前記ブレードの１ストロークで前記平面基板１枚に塗布される量の２倍〜５倍とすることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のブレード塗布方法において、前記被塗布体がプリンタブル光ディスクのプリンタブル面であることを特徴としている。
請求項３記載の発明は光ディスクに係り、請求項１又は２記載のブレード塗布方法によってプリンタブル面の少なくとも一層が層設されたことを特徴としている。
請求項４記載の発明はブレード塗布装置に係り、被塗布体である平面基板を載置する被塗布体載置台と、該被塗布体載置台の上方で該被塗布体載置台と所定の間隔を保って上流側から下流側へ該被塗布体載置台と相対移動するブレードと、該ブレードの上流側に塗布液を吐出するノズルと、該ノズルから吐出する塗布液量を制御する塗布液量制御装置とを備えたブレード塗布装置において、前記塗布液量制御装置が前記ノズルから吐出させる塗布液量を前記ブレードの１ストロークで前記平面基板１枚に塗布される量の２倍〜５倍とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるブレード塗布方法によれば、ディスクＤの表面の塗布層の端部にスジが発生せず、上流端に厚塗りも発生せず、全面に厚みムラも発生せず、極めて良好な均一厚みの塗布層が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるブレード塗布装置及びこれを用いたディスク用の印刷面塗布装置の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
塗布液供給手段６０（図１）によってマスクの隅に供給される塗布液の液量は最も多く、ブレード２０が移動するにつれて次第に塗布液の液量は減少していく。そこでこの現象を厳密に考察すると、ブレード２０は最初の頃は多くの液量を移動させるのでブレード２０には下から上へ持ち上げる力が大きく作用し、その結果、最初の方（上流で）では膜厚が大きくなり、ブレード２０が移動するにつれて次第に膜厚が小さくなっていくことに気がついた。
本出願人はこの現象に着目し、最初に供給する塗布液量と１ストロークで消費する液量との関係がどのくらいであれば、膜厚の変動が許容されるのかを実験した。実験では、ブレードの走行開始から被塗布材までの到達時間が０．０５秒以上、好ましくは０．１秒以上１秒以内であるところから、ここでは０．５秒とし、ブレードのスピードは１２０ｍｍ／１．５秒とした。
【００２０】
塗布液供給手段６０（図１）によってマスク３０の隅に供給される塗布液の全液量を図７の（ａ）のようにＰ１とし、ブレード２０とディスクＤの間隔ｔ１（図４（ｅ）参照）で決まる膜厚でディスクＤに塗られた全膜厚塗布量を図７の（ａ）のようにＰ２とした場合、あるマスク３０を使用したとき、（Ｉ）ｔ１＝３００μｍのとき、Ｐ２は２．１ｇ／枚となった。
そこで、供給される全液量Ｐ１をいろいろ変えて、そのときの塗布状況を観察した。なお、この場合、初回の印刷であれば、マスク３０の上にも塗布液Ｐ’（図４参照）がくっ付くので供給全液量Ｐ１の一部使われることになるので、ここではマスク３０の上にはすでに塗布液Ｐ’が付いた状態（定常状態）で実験した。したがって、供給全液量Ｐ１の消費分は全てディスクＤに塗られた全膜厚塗布量をＰ２に使われたことになる。
【００２１】
表１は、（Ｉ）の場合において、Ｐ１を２ｇ〜８ｇと変化させるとどうなるかを示す表である。それによると、（１）Ｐ１＝２ｇ（倍率［Ｐ１／Ｐ２］は０．９５）だと、塗布層にヌケが生じて、良くなかった。
（２）Ｐ１＝４ｇ（倍率＝１．９０）だと、端部にスジが発生して、良くなかった。
（３）Ｐ１＝６ｇ（倍率＝２．８６）だと、良好な塗布となった。
（４）Ｐ１＝８ｇ（倍率＝３．８１）だと、良好な塗布となった。
【表１】
2006218433.tif 000003
【００２２】
（II）ｔ１＝２００μｍのとき、Ｐ２は１．３ｇ／枚となった。
表２は、（II）の場合において、Ｐ１を２ｇ〜１０ｇと変化させるとどうなるかを示す表である。
それによると、
（１）Ｐ１＝２ｇ（倍率＝１．５４）だと、スジが発生して、良くなかった。
（２）Ｐ１＝６ｇ（倍率＝４．６２）だと、良好な塗布となった。
（３）Ｐ１＝８ｇ（倍率＝６．１５）だと、上流端に厚塗りが発生して、良くなかった。
（４）Ｐ１＝１０ｇ（倍率＝７．６９）だと、全面に厚みムラが発生して、良くなかった。
【表２】
2006218433.tif 000004
【００２３】
上記表１および表２から判ることは、ブレード３０の上流側の液だまりに滞留する液量Ｐ１を、ブレード３０の１ストロークでディスクＤ１枚に塗布される量Ｐ２の２倍〜５倍とすることが最良である、ということである。
それ以下であれば、カスレやスジが発生し、それ以上であれば、厚塗りや厚みムラが発生した。
【００２４】
一般に、スクリーン印刷の場合であれば、いったんＰ１を供給したら印刷を１００回〜１０００回と続けていき、塗布液が無くなるまで刷るので、Ｐ１＝１００Ｐ２〜１０００Ｐ２というようなオーダーになっていた。このようなオーダーにしておいても、スクリーン印刷の場合、製品の全面積に対するスクリーンの開口率が小さく、したがって全液量に対する１ストロークでの消費液量の比が小さくて上流と下流とでの膜厚差とか全面に生じる厚みムラというようなことが問題となり得なかった。
ところが、ディスクＤの全面積に対するマスク３０の開口率がほとんど１００％に近いマスクを使ったこのブレード塗布印刷だからこそ、上流と下流とでの膜厚差とか全面に生じる厚みムラが起きることに本出願人が気がつき、そしてこれが問題であることに注目し、上記のように、液量Ｐ１を、ブレード３０の１ストロークでディスクＤ１枚に塗布される量Ｐ２の２倍〜５倍とすることでようやく解決したのである。
このブレード塗布印刷分野での従来技術では、生産性等を考慮して液量Ｐ１を１回の塗布で必要な液量Ｐ２とし、塗布ヌケが生じないギリギリのところで用いていたので、端部に発生したスジはさして気にしていなかったのである。まして、Ｐ１＝２Ｐ２にするなどとは生産性等を考慮して考えもしなかったことであった。
【００２５】
被塗布体が特にプリンタブル光ディスクのプリンタブル面のようにプリンタブル面に対してマスクの開口率が１００％に近い印刷が要求されるので、本発明に係るこの塗布方法を実施したところ、とても実効性が上がった。
【００２６】
以上のように、被塗布面に対してマスクの開口率が１００％に近い印刷を必要とする分野において、本発明の塗布方法を実施すれば、ディスクＤの表面の塗布層の端部にスジが発生せず、上流端に厚塗りも発生せず、全面に厚みムラも発生せず、極めて良好な均一厚みの塗布層が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ブレード塗布装置を示す斜視図である。
【図２】ブレードの拡大断面図である。
【図３】本発明に係る塗布方法の手順を（ａ）〜（ｃ）で表した説明図である。
【図４】本発明に係る塗布方法の手順（ｃ）に続く手順を（ｄ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【図５】マスクから被塗布部材（ディスク）を離す状態を示す図である。
【図６】塗布の完了した被塗布部材（ディスク）の平面図である。
【図７】本発明の実験の供給全塗布液量Ｐ１と全塗布層量Ｐ２の定義を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ブレード塗布装置
２０  ブレード
２０ａ  ブレード前側面
２０ｂ  ブレード押圧面
２０ｃ  ブレード後側面
３０  板状マスク
３０  マスク
３０ａ  開口
４０  支持部材
５０  マスクキャップ
６０  塗布液供給手段
Ｄ    被塗布部材たるディスク状記録媒体（ディスク）
Ｄ１  塗布面
Ｄ２  ディスク中央孔
Ｄ３  非塗布部
Ｐ    塗布液
Ｙ    ブレード移動方向
Ｚ    支持部材上下移動方向
ｔ１  ブレードと塗布面の間隔
【図１】
2006218433.tif 000005
【図２】
2006218433.tif 000006
【図３】
2006218433.tif 000007
【図４】
2006218433.tif 000008
【図５】
2006218433.tif 000009
【図６】
2006218433.tif 000010
【図７】
2006218433.tif 000011